Que sont les ferro-alliages ?

Un alliage est un mélange ou une solution solide constitué de métaux. De même, un ferroalliage est un mélange d'aluminium mélangé à d'autres éléments comme le manganèse, l'aluminium ou le silicium dans des proportions élevées. L'alliage améliore les propriétés physiques d'un matériau, telles que la densité, la réactivité, le module d'Young, la conductivité électrique et la conductivité thermique. Par conséquent, les ferroalliages présentent des propriétés différentes car différents mélanges de métaux dans des proportions différentes présentent un large éventail de propriétés. De plus, l’alliage modifie également les propriétés mécaniques du matériau parent, produisant de la dureté, de la ténacité, de la ductilité, etc.
Produits en ferroalliage
Les principaux produits des ferroalliages sont le ferroaluminium, le ferrosilicium, le ferronickel, le ferromolybdène, le ferrotungstène, le ferrovanadium, le ferromanganèse, etc. La production d'un ferroalliage spécifique implique de nombreux processus qui doivent être suivis pour obtenir les propriétés physiques et mécaniques souhaitées. De légères différences de température, de chauffage ou de composition peuvent produire des alliages aux propriétés complètement différentes. Les principales utilisations des ferroalliages sont la construction civile, la décoration, l’automobile, la sidérurgie et les équipements électroniques. L'industrie sidérurgique est le plus grand consommateur de ferroalliages, car ceux-ci confèrent diverses propriétés aux alliages d'acier et à l'acier inoxydable.

Ferromolybdène
Le ferromolybdène est souvent utilisé dans la production d'acier allié pour améliorer la dureté, la ténacité et la résistance à l'usure de l'acier. La teneur en molybdène du ferromolybdène est généralement comprise entre 50 % et 90 %, et différentes utilisations nécessitent différentes teneurs en ferromolybdène.

Ferrosilicium
Le ferrosilicium contient généralement de 15 à 90 % de silicium, avec une teneur élevée en silicium. Le ferrosilicium est un alliage important et sa principale application est la production d’acier. Les ferroalliages aident à désoxyder l’acier et les métaux ferreux. De plus, il améliore également la dureté, la solidité et la résistance à la corrosion. La Chine est le principal producteur de ferrosilicium.

Ferrovanadium
Le ferrovanadium est généralement utilisé pour produire des aciers alliés afin d'améliorer la résistance, la dureté et la résistance à l'usure de l'acier. La teneur en vanadium du ferrovanadium est généralement comprise entre 30 % et 80 %, et différentes utilisations nécessitent différentes teneurs en ferrovanadium.

Ferrochrome
Le ferrochrome, également appelé chrome fer, est généralement composé de 50 à 70 % de chrome en poids. Fondamentalement, c'est un alliage de chrome et de fer. Le ferrochrome est principalement utilisé pour produire de l'acier, représentant environ 80 % de la consommation mondiale.

D'une manière générale, le ferrochrome est produit dans des fours à arc électrique. Le processus de production est essentiellement une réaction carbothermique, qui se déroule à des températures extrêmes approchant les 2 800°C. Une grande quantité d’électricité est nécessaire pour atteindre ces températures élevées. Sa production est donc très coûteuse dans les pays où les coûts de l’électricité sont élevés. Les principaux producteurs de ferrochrome sont la Chine, l'Afrique du Sud et le Kazakhstan.

Ferrotungstène
Le ferrotungstène est couramment utilisé dans la production d’aciers alliés pour augmenter la dureté, la résistance à l’usure et la résistance aux températures élevées de l’acier. La teneur en tungstène du ferrotungstène se situe généralement entre 60 % et 98 %, et différentes applications nécessitent différentes teneurs en ferrotungstène.
La production de ferrotungstène est principalement réalisée par la méthode de fabrication du fer au haut fourneau ou au four électrique. Dans la fabrication du fer en haut fourneau, le minerai contenant du tungstène est placé dans un haut fourneau avec du coke et du calcaire pour être fondu afin de produire des ferroalliages contenant du tungstène. Dans la méthode du four électrique, un four à arc électrique est utilisé pour chauffer et faire fondre les matières premières contenant du tungstène afin de préparer du ferrotungstène.

Ferrotitane
La teneur en titane du ferrotungstène est généralement comprise entre 10 % et 45 %. La production de ferrotungstène est principalement réalisée par la méthode de fabrication du fer au haut fourneau ou au four électrique. La Chine est l’un des plus grands producteurs de ferrotungstène au monde.

Utilisations des ferroalliages

Production d'acier allié
Les ferroalliages sont l’une des matières premières importantes pour la fabrication des aciers alliés. En ajoutant différents types de ferroalliages (tels que le ferrochrome, le ferromanganèse, le ferromolybdène, le ferrosilicium, etc.) à l'acier, les propriétés de l'acier peuvent être améliorées, telles que l'amélioration de la dureté, de la résistance, de la résistance à l'usure, de la résistance à la corrosion, etc., rendant l'acier plus adapté à différents domaines d'ingénierie et de fabrication.
Production de fonte
La fonte est un matériau de coulée courant et les ferro-alliages jouent un rôle important dans la production de fonte. L'ajout d'une certaine proportion de ferroalliages peut améliorer les propriétés mécaniques, la résistance à l'usure et à la corrosion de la fonte, la rendant plus adaptée à la fabrication de pièces mécaniques, de pièces automobiles, de pipelines, etc.

Industrie de l'énergie
Les ferroalliages sont également utilisés dans l’industrie électrique, notamment comme matériaux de base pour les transformateurs de puissance. Le fer allié a une bonne perméabilité magnétique et une faible hystérésis, ce qui peut réduire efficacement la perte d'énergie des transformateurs de puissance.

Domaine aérospatial
L'application des ferroalliages dans le domaine aérospatial est également très importante, comme pour la fabrication de pièces structurelles et de pièces de moteurs d'avions et de fusées, qui nécessitent que ces pièces présentent des caractéristiques telles que légèreté, haute résistance et résistance aux températures élevées.

Industrie chimique
Dans l'industrie chimique, les ferroalliages sont souvent utilisés comme supports de catalyseurs dans les réactions de synthèse organique, la purification des gaz et d'autres processus.

Matériaux réfractaires
Certains ferroalliages peuvent également être utilisés dans la préparation de matériaux réfractaires pour améliorer la résistance des matériaux à haute température. Ils sont souvent utilisés dans la fabrication de matériaux réfractaires dans des industries telles que la sidérurgie et la sidérurgie.